CN103700904B - 具有散热系统的电池组 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种具有一散热系统的电池组。所述电池组包含以串联或并联的方式相连并配置在一平面上的电池单元；具有多个侧壁及两端的热传导棒，其配置于电池单元中，并通过所述侧壁与所述电池单元实质接触，用来将热从所述电池单元传导到所述两端；及用来容纳所述电池单元及所述热传导棒的壳体，其将热从热传导棒的一端传导到所述壳体之外。所述热传导棒的至少一端连接于所述壳体，并成为所述壳体的一内部支撑结构。

Description

具有散热系统的电池组

技术领域

本发明关于一种电池组。尤指，一种具有散热系统的电池组以释放电池组所产生的热。其可应用于诸如电动车辆的高需求电力主机。

背景技术

电动车辆也称为电力驱动车辆，是使用一个以上的电动马达做为驱动系统的移动车辆。有别于通过燃烧汽油所得的能量来移动的石油运输工具，电动车辆使用电力做为推力。不产生废气，噪音也较小。过去数十年中，对石油运输工具的环境冲击的关心导致电动运输工具重新受瞩目。电动车辆的电力可产生自许多能源，包含化石燃料、核能、和诸如潮汐能、太阳能、风力或其任何组合的再生能源。

现今电动车辆或油电混合电动车辆越来越普及。目前电动车辆(EV)及油电混合电动车辆(HEV)大多使用镍氢(Ni-MH)二次电池作为其电源。近年来，甚至开始使用锂离子二次电池。这些二次电池必须具备高输出及高容量。因此，很多小尺寸二次电池(电池单元)以串联或并联的方式相连在一起来够成一个电池模块。很多电池模块再以串联或并联的方式相连在一起来够成一个电池组。

然而，这样高输出、高容量的电池组势必会在充放电时，产生相当大的热。假若充放电时所产生的热无法有效释放，则热将累积于电池单元中并造成电池单元的快速耗尽。因此，亟需一种具有散热系统的电池组。

尤其，当油电混合电动车辆(HEV)使用电池组来驱动马达，具有足够的散热是很重要的。假若散热不足，电池单元所产生的热将导致电池单元的温度变化，并造成电池单元的内部温度上升，最后甚至爆炸。

既然HEV的电池模块是以高电流进行充放电，可充电电池内部反应所产生的热可能会让其效能降低。

请参照图1，美国专利第7,795,845号揭示一种可充电电池模块10，其包含多个电池单元11；及一壳体12。所述壳体12容纳有电池单元11及冷却剂(以箭头标示)以控制壳体12内的温度。电池单元11相对于注入的冷却剂以一特定角度倾斜排列于壳体12中。电池单元11以一预设间隔排列于壳体12中以形成一电池串13。壳体12的一侧具有一入口14，以供空气流入以调节电池单元11的温度，并在其另一侧具有一出口15，以供空气从电池单元11旁释出。然而，电池单元11间的间隔不能够太小，否则无法让冷却剂进行循环，因此，可充电电池模块10的尺寸将受限而无法达到小尺寸。

请参照图2，美国公开专利第2007/0196728号揭示一种电池，其具有双过滤器装置装设于空气流入端，以供用以冷却电池组的空气所流经。所述双过滤器包含一前置过滤器，其具有相对大的气孔；及一中置过滤器，其具有相对小的气孔。所述前置过滤器可经常替换，而所述中置过滤器则不常替换。就空气流动的方向来看，前置过滤器配置于中置过滤器的前面。由此，可移除空气中的灰尘并提高电池组的散热效力。然而，此结构将让电池显得肿胀且无法达到缩小电池组尺寸的设计要求。

因此，目前亟需一种体积小、具有有效散热系统、可加强内部结构的电池组。

发明内容

本段章节辑取了本发明的某些特色，而其他体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。

本发明的主要目的是提供一种具有一散热系统的电池组，以解决上述现有技术中所存在的问题。

依照本发明的观点，一种具有一散热系统的电池组，包括：多个电池单元，以串联或并联的方式相连并配置在一平面上用来提供电力；多个热传导棒，每一个热传导棒具有多个侧壁及两端，其配置于电池单元中，并通过所述侧壁与所述电池单元实质接触，用来将热从所述电池单元传导到所述两端；及一壳体，用来容纳所述多个电池单元及所述多个热传导棒，并将热从每一个热传导棒的一端传导到所述壳体之外；其中每一个所述热传导棒的至少一端连接于所述壳体，并成为所述壳体的一内部支撑结构。

根据本发明构想，电池组进一步包括一固定单元，用来将所述电池单元及所述热传导棒固定在所述平面上。

根据本发明构想，所述热传导棒包括一固定单元，用来将所述电池单元固定在所述平面上。

根据本发明构想，所述电池单元为可充电电池。

根据本发明构想，所述热传导棒由热传导材料所组成。

根据本发明构想，所述热传导材料为金属或合金。

根据本发明构想，所述金属为铝。

根据本发明构想，所述热传导棒为中空。

根据本发明构想，电池组进一步包括一循环系统，通过让冷却液从所述热传导棒中空部分的一端流到另一端来加速热传导。

根据本发明构想，所述冷却液为水、乙醇、乙二醇或油。

根据本发明构想，所述侧壁的数量等于围绕所述热传导棒的所述电池单元的数量。

根据本发明构想，所述侧壁的形状相同于电池单元接触所述热传导棒的部分。

根据本发明构想，所述热传导棒通过螺丝与所述壳体固定，且热可经由所述螺丝或通过接触所述壳体从所述热传导棒传导到壳体之外。

根据本发明构想，所述壳体是由热传导材料所组成。

根据本发明构想，所述热传导材料为铝。

根据本发明构想，所述固定单元是由绝缘体所组成。

根据本发明构想，所述绝缘体为塑胶。

根据本发明构想，所述固定单元是由热传导材料所组成。

本发明的有益效果在于：体积小、具有有效散热系统、可加强内部结构。

附图说明

图1显示现有技术一具有散热结构的电池组。

图2显示现有技术另一具有散热结构的电池组。

图3显示依据本发明第一实施例一电池组的壳体。

图4为一爆炸图显示依据第一实施例不具壳体的电池组。

图5显示第一实施例的热传导棒。

图6为本发明第二实施例的概念图。

图7为依据本发明第三实施例电池组中热传导棒的截面图。

图8为依据本发明第三实施例电池组中热传导棒的另一截面图。

图9显示一包含固定单元的热传导棒。

附图标记说明：10-可充电电池模块；11-电池单元；12-壳体；13-电池串；14-入口；15-出口；100-电池组；101-电池单元；102-热传导棒；103-壳体；104-固定单元；1021-端；1022-螺洞；1025-侧壁；1026-通道；1027-泵浦；1028-输送管；1029-输送管；1031-螺丝。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明的用，而非用以限制本发明。

第一实施例

请参照图3到图5，其显示第一实施例。请参照图3，其显示电池组100的壳体103的外观。如图所示，在壳体103上有许多螺丝1031。这些螺丝1031的功能将在后续本实施例中作更详细的描述。

接下来，请参照图4。其为一爆炸图显示不具壳体103的电池组100。电池组100具有多个电池单元101、多个热传导棒102及两个固定单元104。电池单元101以串联或并联的方式相连并配置在一平面上。其为供电的基本元件。为了更清楚了解热传导棒102，请参照图5。热传导棒102具有四个侧壁1025及两端1021。请同时参照图4及图5，热传导棒102配置于电池单元101中并通过侧壁1025与电池单元101实质接触。意即，每一个侧壁1025皆会与一个电池单元101接触，而在本实施例中，热传导棒102会被四个电池单元101所包围。热传导棒102可从其两端1021将热传导到电池单元101之外。

壳体103是用来容纳电池单元101及热传导棒102。其亦可将热从热传导棒102的一端1021传导到外界环境。热传导棒102的一端1021通过将螺丝1031锁入热传导棒102的一螺洞1022中来与壳体103连接，由此亦可让热传导棒102成为壳体103的内部支撑结构。其可避免壳体103因外力造成扭曲变形。

根据本发明的精神，有几点应注意：首先，热传导棒102不限于仅通过一端1021与壳体103连接。在只有单层电池组100的情况下，可将两端1021分别锁入到壳体103。换句话说，壳体103并不限于只容纳单层电池组100，其亦可将多层电池组100堆叠在一起。固定单元104是用来将电池单元101与热传导棒102固定在一起让它们可以配置在一平面上。在本实施例中，电池单元101为可充电电池。然而，实际上，亦可使用一次性电池。热传导棒102可由热传导材料所组成。一般来说，热传导材料为金属或合金。在本实施例中，则使用铝。壳体103亦由热传导材料所组成。类似于热传导棒102，所使用的热传导材料亦为铝。

最后，固定单元104是由绝缘体所组成。在本实施例中，所使用的绝缘体为塑胶。使用塑胶是为了避免电池单元101漏电及串并联使用的镍片与壳体103发生短路。

第二实施例

在第一实施例中，热传导棒102为一实心元件并于两端1021具有螺洞以供螺丝锁入。然而，依据本发明的精神，热传导棒102亦可为中空。

请参照图6，其显示第二实施例。第一及第二实施例有许多相同的元件并具有相同的功能，唯一的差异在于热传导棒102。第二实施例的热传导棒102为中空。因此，热传导棒102具有一通道1026(虽然未显示但以虚线表示)穿过其中。一泵浦1027及两条输送管1028及1029形成一个循环系统。循环系统通过让冷却液从所述热传导棒102的通道1026一端1021流到另一端来加速热传导。本实施例使用水作为冷却液，其循环方向以箭头标示于图6。实际上，亦可使用乙醇、乙二醇或油作为冷却液。

根据本发明的精神，热传导棒102不一定需要连接到循环系统。虽然本实施例的热传导棒102有连接到循环系统，但有些热传导棒102仍可如同第一实施例所述通过螺丝1031与壳体103连接以让壳体103具有足够的内部支撑。

第三实施例

请参照图7及图8，其显示第三实施例。依照本发明，侧壁1025的数量等于围绕第一实施例中的热传导棒102的电池单元101的数量。侧壁1025的形状原则上相同于电池单元101接触热传导棒102的部分。

具有相似功能的元件，将以相同的元件符号来表达，且相关叙述在此将不再赘述。请参照图7，其显示电池单元101包围热传导棒102的截面图。在第一实施例中，热传导棒102具有一个正方形截面。而在本实施例中，热传导棒102具有一个六方形的截面以允许与六个电池单元101接触。热传导棒102用来将电池单元101所产生的热有效从电池单元101释出。热传导棒102的截面形状视包围热传导棒102的电池单元101数量而定。然而，应了解，侧壁的数量并不限于如本实施例所述等于包围热传导棒102的电池单元101数量。举例来说，当多个电池单元101堆叠在一起时，有可能两个或多个电池单元101会与同一个侧壁1025接触。

最后，请参照图8。热传导棒102的侧壁1025亦可为向内凹的圆弧状使得其与所包围的电池单元101具有更大的接触面积，以让散热效果更好。

此外，虽然上述实施例中的固定单元104与热传导棒102为两个独立的元件，但其亦可整合为一，如图9所示。意即，热传导棒102可包含一固定单元102用来固定电池单元101于一个平面上。在此情况下，固定单元102可如同热传导棒102由热传导材料所组成。

虽然参照较佳实施例来说明本发明，但熟悉此技艺者知道，可做各种修改和改变而不悖离申请专利范围所界定的本发明的范畴。

Claims (16)

1.一种具有一散热系统的电池组，其特征在于，包括：

多个电池单元，以串联或并联的方式相连并配置在一平面上用来提供电力；

多个热传导棒，每一个热传导棒具有多个侧壁及两端，其配置于多个所述电池单元中，并通过所述侧壁与多个所述电池单元的外部实质接触，用来将热从所述电池单元传导到所述两端，其中，每一侧壁均与其中一个电池单元接触，且所述侧壁的数量等于围绕所述热传导棒的所述电池单元的数量；及

一壳体，用来容纳所述多个电池单元及所述多个热传导棒，并将热从每一个热传导棒的一端传导到所述壳体之外；

其中每一个所述热传导棒的至少一端连接于所述壳体，并成为所述壳体的一内部支撑结构，且连接于所述壳体的所述热传导棒的至少一端通过螺丝与所述壳体固定，且热可经由所述螺丝或通过接触所述壳体从所述热传导棒传导到壳体之外。

2.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，进一步包括一固定单元，用来将所述电池单元及所述热传导棒固定在所述平面上。

3.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述热传导棒包括一固定单元，用来将所述电池单元固定在所述平面上。

4.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述电池单元为可充电电池。

5.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述热传导棒由热传导材料所组成。

6.根据权利要求5所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述热传导材料为金属或合金。

7.根据权利要求6所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述金属为铝。

8.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述热传导棒为中空。

9.根据权利要求8所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，进一步包括一循环系统，通过让冷却液从所述热传导棒中空部分的一端流到另一端来加速热传导。

10.根据权利要求9所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述冷却液为水、乙醇、乙二醇或油。

11.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述侧壁的形状相同于电池单元接触所述热传导棒的部分。

12.根据权利要求1所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述壳体是由热传导材料所组成。

13.根据权利要求12所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述热传导材料为铝。

14.根据权利要求2所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述固定单元是由绝缘体所组成。

15.根据权利要求14所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述绝缘体为塑胶。

16.根据权利要求3所述的具有一散热系统的电池组，其特征在于，所述固定单元是由热传导材料所组成。